Способ эксплуатации газотурбинного двигателя
Владельцы патента RU 2656083:
Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") (RU)
Способ эксплуатации газотурбинного двигателя (ГТД) относится к области двигателестроения, а именно к испытаниям ГТД во время их длительной эксплуатации. Измеряют статическое давление на входе в двигатель на контролируемом режиме при приемо-сдаточных испытаниях и в процессе эксплуатации двигателя приводят его к стандартным атмосферным условиям, сравнивают приведенные значения при приемо-сдаточных испытаниях и в процессе эксплуатации, а промывку проточной части двигателя проводят при увеличении приведенного статического давления на входе в двигатель на выбранном режиме не менее чем на 1% относительно значения, полученного при приемо-сдаточных испытаниях. Способ позволяет сохранить оптимальные параметры двигателя и его устойчивую работу в процессе эксплуатации, что позволит повысить надежность работы двигателя, снизить расход топлива и эксплуатационные расходы.
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к испытаниям газотурбинных двигателей (ГТД) во время их длительной эксплуатации.
Известен способ эксплуатации двухконтурного турбореактивного двигателя по его техническому состоянию, при котором при длительной эксплуатации двигателя периодически выводят его на частоту вращения ротора низкого давления, близкую к полученной в начале эксплуатации, создают на турбине перепад давления, близкий к перепаду в начале эксплуатации на этой частоте вращения, измеряют частоту вращения ротора высокого давления, сравнивают ее со значением, полученным в начале эксплуатации, а при увеличении ее измеренного значения от значения в начале эксплуатации более чем на 1,5% промывают газовый тракт двигателя (см. патент RU №2168163 класса G01M 15/00, опубл. 27.05.2001 г.).
Недостаток известного способа состоит в том, что он не может быть реализован на ГТД с нерегулируемым соплом, на которых невозможно создать перепад давления на турбинах, близкий к перепаду в начале эксплуатации на контролируемом режиме, что приводит к несвоевременной промывке проточной части двигателя и к повышению расходов на его эксплуатацию.
Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является возможность своевременного проведения промывки проточной части изделия на любом типе газотурбинных двигателей в процессе эксплуатации, что позволит поддерживать оптимальные параметры двигателя и сохранить оптимальные значения тяги, мощности, расхода топлива, газодинамической устойчивости и надежности в процессе эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе эксплуатации ГТД по его техническому состоянию, при котором проводят периодическую фиксацию параметров двигателя, сравнение их с исходными значениями и по полученным данным осуществляют промывку проточной части двигателя, согласно изобретению, измеряют статическое давление на входе в двигатель на контролируемом режиме при приемо-сдаточных испытаниях и в процессе эксплуатации двигателя приводят его к стандартным атмосферным условиям, сравнивают приведенные значения при приемо-сдаточных испытаниях и в процессе эксплуатации, а промывку проточной части двигателя проводят при увеличении приведенного статического давления на входе в двигатель на выбранном на режиме не менее чем на 1% относительно значения, полученного при приемо-сдаточных испытаниях.
Сущность изобретения заключается в следующем. При проведении испытаний и в ходе эксплуатации двигателей отмечено, что при загрязнении проточной части двигателя снижается суммарный расход воздуха через двигатель, снижается тяга двигателя и увеличивается приведенное статистическое давление воздуха на входе в двигатель. При этом увеличение приведенного статического давления воздуха на входе в двигатель на 1% относительно значения, полученного при приемо-сдаточных испытаниях двигателя, приводит к снижению суммарного расхода воздуха через двигатель на 1%, что, в свою очередь, приводит к снижению тяги и мощности двигателя более чем на 2% и потере двигателем требуемых характеристик.
При увеличении приведенного статического давления воздуха на входе в двигатель менее чем на 1%, расход воздуха и мощность снижаются незначительно и находятся в пределах допуска на эксплуатацию. Кроме того, увеличение приведенного статического давления воздуха на входе в двигатель менее чем на 1% может быть вызвано погрешностью датчика давления воздуха на входе в двигатель, и проведение промывки проточной части будет нецелесообразно.
Таким образом, для сохранения оптимальных параметров двигателя, его газодинамической устойчивости и надежности необходимо контролировать приведенное статическое давление воздуха на входе в двигатель на выбранном режиме, и при повышении его на 1% и более относительно значения, полученного при приемо-сдаточных испытаниях, производить промывку проточной части двигателя для восстановления его основных параметров.
Способ реализуют следующим образом.
Пример.
При проведении приемо-сдаточных испытаний на номинальном режиме работы двигателя при атмосферном давлении Ва=754 мм рт.ст. при приведенной частоте вращения ротора низкого давления nПР=90% измеряют статическое давление на входе в двигатель РВХ=0,923 кг/см2 и приводят его к стандартным атмосферным условиям 
Затем в ходе эксплуатации двигателя на номинальном режиме работы при nпр=90% измеряют статическое давление на входе в двигатель и приводят его к стандартным атмосферным условиям. При достижении приведенного статического давления на входе в двигатель РВХпр=0,939 кг/см2 (соответствующего увеличению приведенного статического давления на входе в двигатель на 1% и более) производят промывку проточной части двигателя.
Способ позволяет сохранить оптимальные параметры двигателя и его устойчивую работу в процессе эксплуатации, что позволит повысить надежность работы двигателя, снизить расход топлива и эксплуатационные расходы.
Способ эксплуатации газотурбинного двигателя по его техническому состоянию, при котором проводят периодическую фиксацию параметров двигателя, сравнение их с исходными значениями и по полученным данным осуществляют промывку проточной части двигателя, отличающийся тем, что измеряют статическое давление на входе в двигатель на контролируемом режиме при приемо-сдаточных испытаниях и в процессе эксплуатации двигателя приводят его к стандартным атмосферным условиям, сравнивают приведенные значения при приемо-сдаточных испытаниях и в процессе эксплуатации, а промывку проточной части двигателя проводят при увеличении приведенного статического давления на входе в двигатель на выбранном режиме не менее чем на 1% относительно значения, полученного при приемо-сдаточных испытаниях.
